大腸菌染色体複製における忠実度制御の分子機構の研究

点击翻译按钮获取中文摘要

1.DNA合成酵素をコードする遺伝子のミューテーター変異株の解析:大腸菌DNAポリメラーゼIIIホロ酵素の10種のサブユニットのうちαサブユニットはポリメラーゼ活性を、εサブユニットは校正機能に必要な3'→5'エキソヌクレアーゼ活性を担っていることが知られている。今回、αサブユニットをコードするdnaE遺伝子の条件致死性ミューテーター変異株を分離した。この変異株から精製したDNAポリメラーゼIIIには野生型の場合と同様に等量のαとεサブユニットが含まれていたが、その校正機能は野生型のそれに対し1/10以下に低下していることが明らかになった。このことから、DNAポリメラーゼIIIの校正機能は単にεサブユニットの3'→5'エキソヌクレアーゼだけの働きではなく、αサブユニットの未知の作用が関与していることが強く示唆された。2.試験管内DNA合成系における塩基対形成の誤りとその校正:鋳型としてホモポリマーDNAを用い、それとはワトソン-クリック型の塩基対を形成しないdNTPを基質としてDNA合成を行い、その誤った取り込みをシーケンスゲルで解析する方法を確立した。校正機構を持たないαサブユニットはA-Aペアの形成は許さないがA-GとA-Cの誤った塩基対はある程度形成することが明らかになった。一方、校正機能を持つDNAポリメラーゼIIIはA-Cペアを取り除くことができるが、A-Gペアに対しては働かないことが明らかになった。3.忠実度制御におけるmutT遺伝子産物の機能の酸素学的解析:高純度に精製したMutTタンパク質に上記のA-Gペアの形成を制御する活性を見いだした。このタンパク質はdGTPaseの活性も有していた。A-Gペアの形成には基質のdGTPがsyn型になることが必要であると予想されるので、MutTタンパク質はsyn型だけを特異的に分解することによりdGTPのantisyn変換の比率を小さくしている可能性が示唆された。